B4 | Teilprojekt B4: Herstellung verzweigter Bauteile durch integrierte Umform-, Zerspan- und Fügeoperationen

Problemstellung

Verzweigte Bauteile in Form von Mehrkammerprofilen werden in vielfältigen Bereichen der Technik als Leichtbauelemente und multifunktionale Bauteile eingesetzt. Gegenwärtig werden diese überwiegend durch Strangpressen aus Aluminiumlegierungen hergestellt. Für Stahlwerkstoffe bestehen gravierende technologische und wirtschaftliche Einschränkungen. Walzprofiliertechnisch sind Mehrkammerprofile nur mit aufwändigen und gewichtserhöhenden Materialdopplungen herstellbar. Somit fehlen derzeit innovative Fertigungs- und Anlagenkonzepte zur Herstellung von Profilen aus Stahl ohne diese Einschränkungen.

Zielsetzung

In diesem Projekt werden die Grundlagen für eine synchronisierte Fertigung verzweigter Blechstrukturen durch Kombination von Umform-, Trenn-, Füge- und Beschichtungsverfahren geschaffen. Für die Realisierung der angestrebten Fließfertigung wurden die Verträglichkeit der Einzelprozesse sowie eine geringe Störungsempfindlichkeit als essentielle Voraussetzungen identifiziert.

Arbeiten früherer Forschungsphasen belegten die hohe Attraktivität dieses als Fließfertigung bezeichneten Fertigungssystems, wenn es gelingt, die Verträglichkeit der Einzelprozesse miteinander und die Stabilität der Vorgänge zu gewährleisten. Für die Kombination von Spalt-, Walzprofilier-, HSC-Fräs- und Laserschweißprozessen konnten rekonfigurierbare Fertigungsfolgen identifiziert und realisiert werden, die eine Linienfertigung grundsätzlich erlauben (Abb.1).

Vorgehensweise

Einerseits wird die erfolgreich gestaltete Technologie des Spaltbiegens in die synchronisierte Fertigung integriert. Andererseits zielen die Arbeiten auf die frühzeitige Erkennung von Prozessstörungen, deren Ursachen und die Identifikation möglicher Abhilfemaßnahmen. Hier liegen die Schwerpunkte auf der Qualifikation geeigneter Messverfahren und -datenverarbeitungen (Abb.2) sowie der Ermittlung von Wechselwirkungen zwischen Prozessgrößen und qualitätsrelevanten Produkteigenschaften.